對于噴丸強化工藝,很多人都容易混淆兩個概念,即“強度”和“覆蓋率”(噴丸時間)。為此,美國SAE委員會(疲勞強度設(shè)計和評價分會)
牋牋決定將SAEJ443
牋牋“使用標準強化測試片之操作流程”中關(guān)于“覆蓋率”的引用剔除掉,取而代之的是自2003年1月份制定的新的界定條款SAE
牋牋J2277-"強化覆蓋率".
牋牋首先,讓我們來研究一下問題,然后討論解決方案。無論是噴丸強化還是拋丸強化,其目的就是通過對那些長期處于交變應(yīng)力下的零件表面導(dǎo)入一個壓應(yīng)力,在表層形成起保護作用的殘余壓應(yīng)力層,從而延長零件的疲勞壽命或載荷能力。有效的壓應(yīng)力層之高層度取決于強化強度。而強度大小與使用的丸料介質(zhì)之大小、硬度和噴射速度直接關(guān)聯(lián)。為取得所需的強化結(jié)果,應(yīng)確保零件的所有表面或應(yīng)力集中的關(guān)鍵區(qū)域得到充分、適宜且準確的噴丸/拋丸撞擊,以獲取零件表面均勻、高質(zhì)量的壓應(yīng)力層。另外一個概念“覆蓋率”。為取得理想的強化結(jié)果,我們必須完成兩件事:確定(或控制)強度和確定(或控制)覆蓋率。我們先了解了強化強度后,再來解釋強化覆蓋率,或決定正確的強化處理時間。
牋牋目前,尚未有這款“強度測量儀”能直接用來測量強化強度,所以還必須使用阿爾門試片確定強度值。通過高速丸流的噴射,在標準的阿爾門試片上撞擊出無數(shù)個微小凹坑,而使試片彎曲。如果接收更多的撞擊,試片會繼續(xù)彎曲。直到某個程度時,延長噴丸時間,也不會改變試片的彎曲度,這時,試片彎曲率與噴丸時間的正比增長的關(guān)系即消失。畫出阿爾門試片飽和度(顯示為飽和曲線高度)與噴丸時間的關(guān)系圖,就能確定強化強度。該圖表稱為“阿爾門強度飽和曲線”或簡稱為“飽和曲線”。該曲線引出了由阿爾門闡述的10%理論,“強度是飽和曲線上的靠前個出現(xiàn)的噴丸時間延長一倍,強度值增長不會超過10%的彎曲高度點。強化強度,是由使用的丸料屬性和噴丸強化的操作情況所決定。這里需要注意的是,阿爾門試片方法僅僅適用于強度的概念。
牋牋觀察阿爾門試片上單獨的一個凹坑,你會發(fā)現(xiàn)用一個010英寸“A”(或10A)
牋牋強度的丸料會撞擊出一個約0.009英寸直徑的凹坑。阿爾門試片上聚集足夠多該尺寸的凹坑,會引起試片彎曲。如果用同樣大小的丸料去撞擊與阿爾門試片不同的材料時,結(jié)果會怎樣呢?阿爾門試片材料是SAE1070定義的冷軋鋼,其硬度值在44-50
牋牋HRC之間。如果處理硬度高的零件,如硬度為60
牋牋HRC的滲碳齒輪,丸料在同樣強度下形成的凹坑要小得多。相反,如果處理較軟零件,如硬度為80
牋牋HRB的鋁制零件,丸料在同樣強度下形成的凹坑要大得多。因此,對于硬度高的齒輪要達到完全覆蓋率,所需要的凹坑比硬度小的鋁零件更多,所以強化處理時間也應(yīng)該更長。
牋牋結(jié)論是,阿爾門試片只能用于準確測定強度值,對于覆蓋率,它是零件表面被凹坑覆蓋的程度,合適的噴丸時間取決于預(yù)設(shè)所要達到的覆蓋率。